ООО «Ляоян Цзиндин Криогенное Оборудование» специализируется на разработке и производстве оборудования для хранения и транспортировки криогенных жидкостей. Основная продукция включает криогенные резервуары, испарители, редукторы давления и другое оборудование, широко применяемое в металлургии, химической промышленности, медицине и пищевой промышленности.
В системах газоснабжения с такими криогенными средами, как жидкий кислород, жидкий азот и СПГ, криогенный резервуар отвечает за хранение, испаритель — за преобразование жидкой среды в газообразную, а для стабильной и точной подачи газифицированной среды под необходимым давлением к последующему оборудованию, как правило, не обойтись без редуктора давления. В реальной эксплуатации давление на выходе испарителя зависит от уровня жидкости, температуры окружающей среды, колебаний расхода газа и других факторов. При прямой подаче газа это может приводить к скачкам давления или отклонению технологических параметров. Поэтому рациональный подбор редуктора давления является важным условием стабильной работы системы криогенного газоснабжения.
Источник давления в системе криогенного газоснабжения формируется в процессе повышения давления в криогенном резервуаре и газификации в основном испарителе. Жидкий кислород и жидкий азот поступают в испаритель после воздействия змеевика наддува или внешнего испарителя наддува в криогенном резервуаре; давление газа на выходе не является постоянной величиной. При резком увеличении расхода газа давление на выходе испарителя может снижаться; при резком снижении расхода или чрезмерном повышении давления в резервуаре давление на выходе может повышаться. Редуктор давления с помощью клапанного элемента и регулирующего механизма автоматически изменяет степень открытия, снижает и стабилизирует входное давление с большими колебаниями в заданном диапазоне и обеспечивает постоянную подачу газа потребителю.
Кроме того, редуктор давления защищает расположенные ниже по потоку расходомеры, электромагнитные клапаны, конечное оборудование и другие устройства от кратковременных скачков высокого давления. В системах газоснабжения СПГ редуктор давления регулирует давление газифицированного природного газа до уровня, необходимого для горелки или двигателя, не допуская, чтобы чрезмерное давление влияло на стабильность горения или вызывало срабатывание аварийного отсечного устройства. В полном контуре криогенного газоснабжения редуктор давления является своего рода «узлом стабилизации» распределения давления.
При выборе в первую очередь необходимо подтвердить совместимость со средой. Системы жидкого кислорода чувствительны к маслам и жирам: все детали, контактирующие с кислородом, должны соответствовать требованиям кислородной совместимости. Жидкий азот является инертной средой, однако на начальном этапе газификации температура низкая, поэтому корпус клапана и уплотнительные материалы должны обладать хорошей низкотемпературной вязкостью. СПГ относится к горючим газам, поэтому для редуктора давления следует учитывать взрывозащиту, герметичность и коррозионную стойкость. Редуктор давления газа от ООО «Ляоян Цзиндин Криогенное Оборудование» может конфигурироваться под различные рабочие среды и адаптироваться к разнообразным требованиям систем криогенного газоснабжения.
Во-вторых, необходимо проверять параметры давления и расхода. Входное давление должно перекрывать верхний предел рабочего давления криогенного резервуара и возможное мгновенное давление на выходе испарителя, а выходное давление устанавливается в соответствии с требованиями газопотребляющего оборудования. Расход нельзя выбирать только по среднему расходу газа: его следует определять с учетом пикового расхода и с соответствующим запасом. При слишком большом условном проходе редуктора давления точность регулирования при малом расходе может ухудшаться; при слишком малом — возможна недостаточная подача газа или частое срабатывание клапанного элемента.
Точность регулирования давления и скорость отклика также имеют критическое значение. Для процессов с высокими требованиями к стабильности давления целесообразно применять пилотные редукционные клапаны или многоступенчатое редуцирование, чтобы снизить влияние колебаний давления испарителя на конечное оборудование. Корпус клапана может быть изготовлен из нержавеющей стали, а для уплотнений можно использовать PTFE, PCTFE и другие низкотемпературные материалы; при необходимости устанавливаются входной фильтр, встроенный предохранительный клапан или расположенное ниже по потоку устройство сброса давления. Кроме того, в объем выбора следует включать присоединительные размеры, номинальное давление, класс герметичности и монтажное пространство. В криогенных трубопроводах наблюдается усадка при охлаждении, поэтому в местах соединения редуктора давления с трубопроводом следует избегать концентрации напряжений.
В качестве примера рассмотрим подачу жидкого азота: жидкий азот отбирается из криогенного резервуара, газифицируется в испарителе до азота с температурой окружающей среды, после чего давление регулируется газовым редуктором и газ поступает в точку потребления. Подобное решение может использоваться в тестировании электронных компонентов для подачи стабильного и чистого защитного газа и предотвращения влияния колебаний давления на испытательную среду; в криогенной сборке металлов оно применяется для регулирования давления подачи криогенной среды или защитного газа, снижая риск локального избыточного давления и разбрызгивания жидкого азота.
На объектах с высокими требованиями к непрерывной подаче газа рекомендуется устанавливать первую ступень редуцирования на выходе испарителя и вторую ступень перед точкой потребления, а также предусматривать байпас или параллельную ветку для переключения при техническом обслуживании. В системах СПГ дополнительно следует предусматривать сброс, аварийное отключение и контроль утечек в соответствии с действующими нормами для газового топлива. Физические свойства жидкого кислорода, жидкого азота и СПГ существенно различаются, поэтому уплотнения, диапазон регулирования давления и предохранительные элементы редуктора нельзя механически применять одинаково; при выборе они должны комплексно соответствовать проектному давлению, температуре и расходу системы. При пусконаладке следует сначала медленно открыть входной клапан, дождаться стабилизации давления ниже по потоку, а затем постепенно подключать газопотребляющее оборудование, чтобы избежать удара по клапанному элементу или резкого падения давления на выходе испарителя из-за быстрого открытия.
Таким образом, редуктор давления в системе криогенного газоснабжения выполняет не только функцию регулирования давления, но и влияет на безопасность газос
